彩色伪随机编码闪光投影系统的建模及其标定

为实现仅用一幅图象在真正的三维欧氏空间重构三维场景,尤其是动态的三维场景,系统需要对彩色伪随机编码闪光投影系统进行建模和预标定。当系统参数改变后,利用伪随机编码图案的几何约束,不需重新标定,可实现自适应重构三维场景。通过对投影仪像质的的无畸变性分析,用线性模型对投影仪成像过程进行建模,并提出一种高精度的投影系统直接标定方法,通过测出靶标上各投影编码特征点在空间的三维齐次坐标,求出内外参数实现了对投影仪的预标定。标定精度达到0.1单元格,欧氏重构结果较为理想。     

不标定三维欧氏重构中单幅彩色伪随机编码图像特征点提取方法研究

在三维主动视觉系统中,为有效提取单幅彩色伪随机编码图像特征角点并给特征点匹配提供更多的样本信息,采用定位于彩色图像的Harris算子探测特征角点,并利用目标灰度同背景灰度比较构造一个自适应阈值判定条件,从而提高了角点响应的适应性和精确性.特征点提取实验及三维欧氏重构结果证实了该方法的适用性及有效性.     

彩色伪随机编码图像角点检测方法研究

研究了基于投射彩色伪随机编码图像的三维测量技术中图像特征角点的检测问题.为了克服传统的Harris算子只能对灰度图像进行像素级定位的缺点,提出利用伪随机编码图像独特的窗口阵列唯一特性,将其扩展到彩色图像,并通过对特征点周围的像素灰度值分布做二次曲面拟合并求解其极值,实现了彩色角点的亚像素级准确定位.理论分析和实验结果均表明该方法是有效的.     

彩色伪随机编码图像特征点神经网络匹配

为研究基于单幅二维图像不标定欧氏重构三维场景的理论,采用一种有效的采用伪随机编码结构光照明主动视觉技术。利用伪随机序列的窗口特性,使被编码结构光照明的场景表面每一个特征点都具有唯一的代码,可以唯一地被辨识。利用神经网络进行图像识别,使该编码结构光主动视觉系统可比较容易地解决被动视觉系统中难以解决的特征点匹配问题,实验效果令人满意。     

角检测在彩色伪随机编码图像特征提取中的应用

为研究基于单幅二维图像不标定欧氏重构三维场景的理论,有效提取伪随机编码图像特征角点,介绍了一种角检测方法,该角检测方法是基于轮廓线曲率的测试,实验数据和重构结果验证了该检测方法的适用性和有效性。     

基于激光点云数据的叶片型面三维重构

在四坐标叶片型面检测基础上,提出基于激光点云数据的叶片型面三维重构方法。激光位移传感器对叶片型面进行多视角扫描采样,快速采集叶片型面海量点云数据。运用由点到线到面的数学建模原理,先基于端点一阶导矢连续法拟合出光顺NURBS曲线,再依据分片能量法构建辅助曲面拟合出光顺NURBS曲面,最后对分片NURBS曲面进行统一描述,构造出精确光滑的叶片型面,实现叶片型面的三维重构。实验结果表明：采用该方法实现对各类叶片复杂型面的三维重构,重构误差均<0.015 mm,能够满足精密零件的测量需求。     

一种基于三维模型投影的人脸识别新方法

研究了使用三维人脸模型进行不同姿势下的人脸识别问题,提出了一种三维建模二维识别的人脸识别算法,首先使用该方法将三维模型向不同方向投影,进而将不同姿势的二维图像与不同方向的投影结果相匹配,进行人脸识别。研究了使用Minolta Vivid 910进行数据获取,创建三维模型的方法和过程。实验结果表明,在进行不同姿势的人脸识别时,该方法的识别速度快于三维可变形模型方法,识别率远优于使用二维正面图像作为模板的人脸识别方法。     

基于傅里叶变换的微结构全彩色三维面形重构

分析表明,在傅里叶成像光谱仪的干涉信号中,不仅含有光谱信息,同样也包含三维面形结构信息。因此,本文基于傅里叶变换光谱技术,提出一种彩色三维面形检测方法,不仅可以测量物体表面各个点的光谱反射率分布,还可以获得物体表面三维面形数据,达到三维面形超光谱成像。通过纹理映射将光谱像和三维面形相融合,实现了微结构彩色物体全彩色三维面形数字重构。     

基于图像处理的外螺纹三维模型重构

提出了一种基于多角度序列图像特征实现外螺纹的三维模型重建的方法。首先在旋转平台上采集多角度序列螺纹件图像,然后对每帧图像进行特征点提取,将序列图像的特征点进行三维变换和插值,最终生成三维模型。实验结果表明,此算法能精确高精度地实现外螺纹三维模型重构。     

一种新的三维矢量声强测量方法

在双传声器互谱声强测量方法的基础上,提出了一种4传声器三维声强矢量测量方法,并且针对实际测量系统存在的误差,给出了一种简单实用的标定方法。以单极子声源为例,对该方法在不同频率情况下的理论误差进行了仿真分析,结果表明：在5—2000Hz频率范围内,测量所得x、y、z3个方向的声强误差均不超过1．5dB。与传统测量方法相比,该方法有如下优点：所用探头结构简单,只需4个传声器,可以节约成本;可用于瞬态声强的测量;在规定的频率范围内具有较高的精度。     

基于图像的曲面光顺算法

针对目前曲面光顺算法存在的问题,提出了一种由平滑曲面在平行光照射下图像达到光顺的思想而形成的曲面光顺算法。该算法直接平滑曲面在平行光照射下的图像,然后通过光度立体技术反求出光顺后的曲面。由于能直接平滑曲面在平行光照射下的图像,使得光顺后的曲面在基于光照模型的曲面光顺准则下具有很的好光顺性质。应用实例显示,该算法能在保持原曲面形态的基础上达到很好的光顺效果。     

Multicolor 3D Orbital Tracking

Feedback-based single-particle tracking (SPT) is a powerful technique for investigating particle behavior with very high spatiotemporal resolution. The ability to follow different species and their interactions independently adds a new dimension to the information available from SPT. However, only a few approaches have been expanded to multiple colors and no method is currently available that can follow two differently labeled biomolecules in 4 dimensions independently. In this proof-of-concept paper, the new modalities available when performing 3D orbital tracking with a second detection channel are demonstrated. First, dual-color tracking experiments are described studying independently diffusing particles of different types. For interacting particles where their motion is correlated, a second modality is implemented where a particle is tracked in one channel and the position of the second fluorescence species is monitored in the other channel. As a third modality, 3D orbital tracking is performed in one channel while monitoring its spectral signature in a second channel. This last modality is used to successfully readout accurate Förster Resonance Energy Transfer (FRET) values over time while tracking a mobile particle.     

基于轴测投影的计算机三维动画

基于三维实体造型设计的动画,其形成文件通常比较大,运行环境要求较高,在工程制图的远程教育网络中,大大影响传输速度,从而降低了教学效率。依据不同视角得到不同轴测投影的原理,用VisualLisp编程,以视角为变量,连续变化,每个视角下得到的轴测投影图经过消隐后,生成轴测投影动画,所形成的文件大大减小。且可直接在AutoCAD中运行。为计算机三维动画在网络中的传输提供了一个实用的方法。     

采用模拟退火算法的冠状动脉三维重建优化研究

在心脏冠状动脉的三维重建过程中,为了达到较好的重建结果,常常需要在造影前对造影系统进行标定,以得到较为精确的几何参数,但标定这一过程增加了三维重建在临床应用上的复杂度.本文提出了一种优化方法,不需要对造影系统进行标定,根据实际血管投影和三维重建血管投影之间的误差最小化这一原则,采用自适应模拟退火算法对重建后的结果进行迭代优化.结果显示优化后的结果较未优化前有了很大的改善.     

未知对象自动三维重建过程自终止判别方法研究

目前未知对象的自动三维重建已经成为计算机视觉和机器人视觉研究的热点之一.在未知对象自动三维重建过程中除了视觉规划、数据获取、数据配准等技术之外,如何自动判别出继续或终止三维重建过程也显得尤为重要.提出了一种基于高斯定理的自动重建过程中的自终止判别方法.该判别方法主要利用相邻两次获取数据所围体积的相对变化量作为判别准则,如果该变化量小于预先给定的阈值,那么则终止数据获取;否则继续数据获取.实验证实了该方法可行性.     

面向未知对象三维重建的视觉传感器规划方法研究

在分析现有视觉规划方法在未知对象3D重建应用的基础上,提出建立基于斯托克斯定理的以向量场内闭曲线环流量为推理依据的视觉规划新方法。以视觉传感器作为向量场源,然后利用对已获得的物体表面封闭边界曲线的环流量的极值来确定最佳视点的空间位置。并利用Sakane提出的网格球面模型与已获得的物体表面信息相结合,形成视点可能的空间集合,从而减少视觉规划过程中的计算量。实验结果表明该视点规划方法是可行而且有效的。